Съдържание
Серията Balmer е обозначението за спектралните линии на емисиите на водородни атоми. Тези спектрални линии, които са протони, излъчвани в спектъра на видимата светлина, се произвеждат от енергията, необходима за отстраняване на електрон от атом, наречен йонизационна енергия. Тъй като водородният атом има само един електрон, енергията, необходима за отстраняването му, се нарича първата йонизационна енергия (в случая на водорода обаче няма втора). Може да се изчисли чрез поредица от малки стъпки.
Етап 1
Определете началното и крайното енергийно състояние на атома и намерете разликата в неговите обрати. За първото ниво на йонизация крайното енергийно състояние е безкрайно, тъй като електронът се отстранява от атома, така че обратното на това число е 0. Началното енергийно състояние е 1, единственото състояние, че водородният атом може да има, а обратното на 1 е 1. Разликата между 1 и 0 е 1.
Стъпка 2
Умножете константата на Ридберг (важно число в атомната теория), която има стойност 1.097 x 10 ^ (7) на метър (1 / m), по разликата в обратната на енергийните нива, която в случая е 1. Това ще даде първоначалната стойност на константата на Ридберг.
Стъпка 3
Изчислете обратното на резултат А, т.е. разделете числото 1 на резултата от А. Това ще даде стойност 9,11 х 10 ^ (- 8) m; това е дължината на вълната на спектралната емисия.
Стъпка 4
Умножете константата на Планк по скоростта на светлината и разделете резултата на дължината на вълната на излъчване. Умножавайки константата на Планк, която е 6,626 x 10 ^ (- 34) джаула по секунди (J s) по скоростта на светлината, която е 3,00 x 10 ^ 8 метра в секунда (m / s ), получавате 1 988 x 10 ^ (- 25) джаула по метри (J m) и разделяйки това на дължината на вълната (което е еквивалентно на 9,11 x 10 ^ (- 8) m), получавате 2,182 x 10 ^ (- 18) J. Това е първата йонизационна енергия на водородния атом.
Стъпка 5
Умножете енергията на йонизация по числото на Авогадро, което ще доведе до броя на частиците в един мол от веществото. Умножавайки 2,182 x 10 ^ (- 18) J по 6,022 x 10 ^ (23), се получават 1,312 x 10 ^ 6 джаула на мол (J / mol) или 1,312 kJ / mol, както обикновено се пише в химия.